卡内基梅隆大学工程学院的研究团队近日成功开发出一款名为“PolyPulse”的无创心血管监测原型设备。该设备采用人工智能驱动的毫米波雷达平台，能够在无需任何物理接触的情况下，追踪人体多个部位的血流动态。这一突破性进展标志着非接触式健康监测技术从单一信号采集向多点位分布式感知迈出了关键一步，为未来智能家居环境下的家庭心脏健康连续监护提供了全新的技术路径。
当心脏收缩时，会产生脉冲波并在动脉系统中传播。传统的血压监测依赖于袖带充气压迫血管，而“PolyPulse”系统则通过发射毫米波“线性调频信号”，捕捉反射信号随时间变化的相位差异，从而检测人体表面的微小位移。该原型机的硬件尺寸约为16.5厘米乘14厘米，体积小巧，足以嵌入未来的智能家居设备中。这项研究此前已获得2025年高通创新奖学金的支持，显示出其在消费电子与汽车传感领域的潜在应用价值。
多点位监测的技术突破
“PolyPulse”系统的核心创新在于其能够捕捉上身体四个关键生理标志点的微动信号：心脏 apex（心尖）、颈部的颈动脉、手腕处的桡动脉以及头部附近的乳突区。系统通过波束成形阵列接收反射信号，并利用神经网络算法从复杂的背景噪声中隔离出由心脏活动产生的微小运动。基于这些反射数据，模型能够重构压力波在不同部位之间传播所需的时间，即临床医生所称的“脉搏传输时间”（Pulse Transit Time, PTT），并将其作为评估动脉硬度的代理指标。
动脉僵硬度的增加会导致压力波传播速度加快，这与高血压、中风风险、冠心病以及包括阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病密切相关。通过将这些雷达反射转化为多点位传输时间，“PolyPulse”能够在无需袖带或皮肤接触的情况下估算舒张压。早期的无创心血管监测设备，无论是基于雷达还是摄像头，通常仅测量单一通路，如胸壁或手腕。研究团队指出，这种分布式的上身体映射使得检测血管行为的细微变化成为可能，而这些变化往往是单点传感器无法捕捉的。
雷达技术在实用性和隐私保护方面相比基于摄像头的监测具有显著优势。摄像头依赖可见光和清晰的视线对准皮肤，而毫米波信号不仅能在黑暗环境中工作，还能穿透衣物和许多常见的室内材料。这使得该方法更适用于家庭环境中的被动、连续监测，而非于诊所内的单次访问检测。
研究团队在坐姿参与者身上对原型机进行了测试，并将血流波形和传输时间估算结果与传统参考测量值进行了验证。完整的验证方法、天线设计和机器学习流程已在开放获取的论文中详细报道。这一过程不仅验证了技术的可行性，也为后续的工程化应用奠定了数据基础。
从实验室到消费级产品的挑战
“PolyPulse”展示了巨大的潜力，但研究人员坦诚地指出，这目前仍是一个概念验证原型，而非临床产品。实验室环境下的雷达技术与受监管的医疗设备之间仍存在显著差距。该系统需要在更大规模、更多样化的人群中进行验证，涵盖各种体型、姿势和衣着条件，以模拟真实家庭环境的复杂性。在临床医生能够使用基于雷达的心血管指标进行诊断之前，还需要获得监管机构的批准、建立校准标准以及提供长期可靠性数据。
从硬件角度来看，该原型机已接近消费级量产的标准。其尺寸与小型蓝牙音箱相当，且雷达前端采用与汽车和消费电子传感市场共享的商用组件。这意味着未来的版本有望集成到智能显示屏或智能音箱等产品形态中。研究人员希望这项技术能将心血管感知转变为一种融入环境的环境感知过程，而非附着在身体上的设备。对于心血管疾病患者而言，这种设备可以在他们居家阅读或看电视时提供连续的、挽救生命的监测。
从行业背景来看，美国及欧洲市场对非接触式健康监测的需求日益增长，尤其是在老龄化社会背景下，家庭护理和远程医疗成为主流趋势。现有的可穿戴设备往往存在佩戴不适、电池续航短和数据连续性差等问题。毫米波雷达技术因其隐蔽性、无接触性和环境适应性，被视为解决这些痛点的关键技术之一。目前，高通、英特尔等科技巨头已在毫米波雷达领域投入大量资源，主要应用于自动驾驶和智能家居感知。卡内基梅隆大学的这项研究进一步拓展了该技术在医疗健康领域的应用边界，为消费电子厂商进入医疗级健康监测市场提供了新的技术参考。
对于中国科技企业而言，这一技术路径提示了在传感器融合与人工智能算法结合方面的巨大潜力。国内企业在毫米波雷达硬件制造和智能家居生态布局上已具备一定优势，未来可重点关注多点位信号处理算法的优化以及临床数据的积累。通过加强与医疗机构的合作，推动相关标准的建立，中国企业有望在这一新兴赛道中实现从硬件供应到解决方案输出的转型，满足全球市场对无感化、连续化健康监测的迫切需求。